(57)【要約】１つの態様において、裏地テープと、裏地テープに結合した単一フィラメント繊維とを含む繊維送達アセンブリが提供される。別の態様において、繊維送達アセンブリの製造方法が提供され、その方法は、裏地テープを提供する工程と、単一フィラメント繊維を提供する工程と、裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程とを含む。
2019529150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏地テープと、
裏地テープに結合した単一フィラメント繊維と
を含むことを特徴とする繊維送達アセンブリ。
【請求項２】
裏地テープがポリマー材料を含み、
単一フィラメント繊維は、裏地テープに埋め込まれることによって裏地テープに結合している
ことを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項３】
裏地テープが、
裏地テープ基材と、
裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に配置され、裏地テープ基材と単一フィラメント繊維とに接着されている接着層と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項４】
接着層が熱剥離性接着剤を含むことを特徴とする請求項３に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項５】
単一フィラメント繊維が、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される固体材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項６】
単一フィラメント繊維が裏地テープに直接に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項７】
単一フィラメント繊維が、脱離可能な状態で裏地テープに結合されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項８】
単一フィラメント繊維が実質的に不均一な直径を有することを特徴とする請求項１に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項９】
裏地テープ基材と、
単一フィラメント繊維と、
裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に配置され、裏地テープ基材と単一フィラメント繊維とに接着されている接着層と
を含み、単一フィラメント繊維が、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される固体材料を含むことを特徴とする繊維送達アセンブリ。
【請求項１０】
接着層が熱剥離性接着剤を含むことを特徴とする請求項９に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項１１】
接着層が脱離可能な状態で裏地テープ基材に付着しており、裏地テープ基材から接着層が脱離した状態でも単一フィラメント繊維は接着層に結合したままであることを特徴とする請求項９に記載の繊維送達アセンブリ。
【請求項１２】
裏地テープを提供する工程と、
単一フィラメント繊維を提供する工程と、
裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程と
を含むことを特徴とする繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１３】
裏地テープがポリマー材料を含み、
裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程は、裏地テープに単一フィラメント繊維を埋め込む工程を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１４】
裏地テープを提供する工程は、
裏地テープ基材を提供する工程と、
裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に接着層を配置する工程と
を含み、
裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程は、接着層に単一フィラメント繊維および裏地テープ基材を接着する工程を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１５】
接着層が熱剥離性接着剤を含むことを特徴とする請求項１４に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１６】
単一フィラメント繊維が、炭素、ホウ素、炭化ケイ素および窒化ホウ素からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１２に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１７】
単一フィラメント繊維を提供する工程が、レーザー補助化学気相成長を用いて単一フィラメント繊維を成長させる工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１８】
裏地テープ基材を提供する工程と、
レーザー補助化学気相成長を用いて単一フィラメント繊維を成長させる工程と、
裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に接着層を配置する工程と
裏地テープ基材および単一フィラメント繊維に接着層を接着する工程と
を含むことを特徴とする繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項１９】
単一フィラメント繊維が、炭素、ホウ素、炭化ケイ素および窒化ホウ素からなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１８に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【請求項２０】
接着層が熱剥離性接着剤を含むことを特徴とする請求項１８に記載の繊維送達アセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には補強材料のための構造繊維の分野に関し、より具体的には繊維補強複合材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本願は、「繊維送達アセンブリおよびその製造方法」の名称を有し、２０１６年５月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／３３４６２２号の優先権を主張する。当該出願は、参照によりその全文が本明細書の一部をなす。
【０００３】
（政府権益に関する陳述）
本発明の特定の態様は、全米科学財団（ＮＳＦ）より授与された契約奨励金番号ＩＤ  ＩＩＰ−１１５２６９８に基づくとともに、米国エネルギー省奨励金ＤＥ−ＳＣ００４４９５４に基づく米国政府の支援によりなされた。よって、米国政府は、本発明における特定の権利を有する可能性がある。
【０００４】
広範な用途において、周囲の材料マトリクス中に繊維を組み込む繊維複合材料は、伝統的な繊維補強されない材料よりも高い性能を提供する。慣用的には、これら繊維は、初期には、撚合されたマルチフィラメント繊維として送達される。しかしながら、典型的には、そのようなマルチフィラメント繊維は、有意の密接した間隙（すなわち、マルチフィラメント繊維の表面から到達できない孔隙の一部）を示す。したがって、マルチフィラメント繊維の内部のフィラメントの一部は、周囲を取り巻く材料マトリクスと結合することができず、繊維複合材料の完全な将来性は実現できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０００４３９３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７８６，０２３号明細書
【特許文献３】国際特許出願第ＵＳ２０１３／０２２０５３号
【特許文献４】米国特許出願第１４／３７２０８５号
【特許文献５】国際公開第２０１５／２００２５７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つまたは複数の態様において、裏地テープと、裏地テープに結合した単一フィラメント繊維とを含む、繊維送達アセンブリが提供される。
【０００７】
１つまたは複数の態様において、裏地テープを提供する工程と、単一フィラメント繊維を提供する工程と、裏地テープに対して単一フィラメント繊維を結合する工程とを含む、繊維送達アセンブリの製造方法が提供される。
【０００８】
さらなる特徴および利点が、本発明の技術により実現される。本発明の別の実施形態および態様は、本明細書において詳細に記載され、請求される発明の一部とみなされる。
【０００９】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読んだ際に、より良好に理解されるであろう。添付の図面において、類似の符号は類似の部位を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】シード繊維基板、その中に前駆体ガスが送達される反応器キューブ、シード繊維に照射される合焦されたレーザービーム、および導入されるレーザービームに対して透明であり、プロセスのビデオ監視を可能にする反応器ウィンドウを示す、単一繊維反応器の概略図である。
【図２】レーザービームの多重化により、どのようにして繊維ＬＣＶＤが大規模に並列処理されるかをしめす概略図である。
【図３】炭素繊維の並列ＬＣＶＤ成長の例である。
【図４】本発明の１つまたは複数の態様に従う、繊維送達アセンブリの１つの実施形態の例示の等角投影図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の態様に従う、繊維送達アセンブリの別の実施形態の例示の等角投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の態様、およびその特定の特徴、利点および詳細を、添付の図面に例示される非制限的な例を参照して、以下により詳細に説明する。本発明の詳細を不必要に不明瞭にしないように、よく知られているシステム、装置、製造および加工技術などの記載を省略する。しかしながら、詳細な説明および具体的な実施例は、本発明の態様を示すと同時に、例示の目的のみに提供され、制限の目的で提供されるものではないことを理解すべきである。基本的な発明概念の真髄および／または範囲の範疇における種々の置換、変更、付加および／または配置は、本開示内容から当業者にとって自明であろう。さらに、多数の発明概念および特徴が本明細書中に開示されること、ならびに、矛盾しない限りにおいて、特定の用途のため（たとえば、本明細書中に記載される繊維送達アセンブリおよびその製造方法を提供することを容易にすることのため）に要求される際に、それぞれの開示された態様または特徴を、別途に開示された態様または特徴と組み合わせることが可能であることに留意されたい。
【００１２】
本発明は、一般的には補強材料のための構造繊維の分野に関し、より具体的には繊維補強複合材料およびその製造方法に関する。
【００１３】
繊維補強複合材料は、強度の最大化および質量の最小化を同時に達成するように設計される。これは、低密度充填材マトリクス中に高強度低密度繊維を埋め込み、繊維が複合材中の応力を伝達かつ負担するようにすることで達成される。マトリクスは、繊維を一体に保持し、剪断時に繊維から繊維への負荷の移動を補助する接着剤として機能する。しかし、実際には、マトリクス材料は構造要素ではなく、複合材料中に認められる全構造負荷のほんのわずかな部分のみを負担する。よって、繊維を含有しないマトリクス材料の部分は、複合材構造の構造負荷負担機能に寄与しない、本質的に寄生性の質量である。本質的には、マトリクスにより充填されるが繊維を含有しない空間は、構造目的においては無駄な空間である。
【００１４】
よって、複合材料製造の目的は、複合材構造内に含まれる任意の体積に含有される繊維の量（「繊維体積分率」と称される）を最大化することであるべきである。
【００１５】
実際上、繊維体積分率は、典型的には、繊維によって占有される複合材の体積の全分率を測定する。しかしながら、繊維を含有しない複合材の体積が無駄であるという真髄において、複合材全体を通して、少なくとも繊維直径よりも１桁大きいスケールの範囲内において、繊維体積分率は均一であるべきである。
【００１６】
よって、複合材製造の目的は、複合材体積全体を通して、可能な限り均一に、より多くの繊維を詰込むことでなければならない。しかしながら、そのような努力は、円形充填に規定される物理限界に拘束される。全ての繊維が互いに平行に配置され、かつ均一な直径を有することを仮定すると、究極の繊維体積分率は、
【００１７】
【数１】
2019529150.tif 000003
【００１８】
すなわち８０％の六方円形充填分率に拘束される。しかしながら、実際上、繊維は、通常は重なりあったクロスプライ状に配列され、その場合、体積分率は、π／４すなわち７８．５％である円の正方充填に制限される。そのような高充填分率を有する際、六方充填の場合には、それぞれの繊維は、その周縁において、６個の隣接する繊維と線に沿って接触するであろう。あるいは、正方充填オーバーレイの場合、２個の隣接繊維と線接触し、別の２個の繊維と点接触するであろう。機械的損傷を与える真のポテンシャルとともに、そのような大規模な繊維−繊維間接触は、マトリクスの浸透を極度に困難にするであろう。これらの理由により、最大値の理論的繊維体積分率は、望ましいものではなく、製造を容易にするとともに、繊維に対するいくらかの機械的保護を与えるのに十分な繊維−繊維間の分離を有することが所望される。
【００１９】
よって、理論的な体積分率上限に近いが、同上限ではない複合材料を製造することが求められるように見える一方で、実際に製造される複合材は、しばしば、反対方向に遠く揺らいだ繊維体積分率を示し、通常、上限の半分程度、多くの場合にそれ以下である。経済的理由とともに、繊維がマトリクスよりも著しく高価である傾向があるため、繊維の概念、その形状、そのトポロジーおよびその機構に深く根付いた、厳しい制限が存在する。発明者による繊維の概念を明確化することからはじめる。
【００２０】
繊維は、古代中国の考古学的遺物中に少なくとも７０００年前に記録されている、太古の概念である。そのような古代の根源は、「繊維」の語義が、多くの隠喩的意味（たとえば「体の隅々（Fiber of one's being）」）を獲得する点に至るまで、何世紀にもわたって大きく拡張されていることを意味する。以下の議論における潜在的不明瞭性を回避するために、最初に用語を明確化する必要がある。
【００２１】
織物産業において、および複合繊維産業（たとえば、ガラス繊維、炭素繊維または炭化ケイ素繊維）における拡張により、伝統的に「繊維」と呼ばれているものは、実際には、交絡したフィラメントまたはフィブリルの集合体である。通常の場合、「フィラメント」は、合成材料のために留保され、一方、「フィブリル」は、生物製品を記載するのに用いられる。両方の例において、フィラメント（またはフィブリル）は、材料の連続性を破壊することなしに繊維から裂き出すことができる最小の連続構成要素である。言い換えると、フィラメントまたはフィブリルは、繊維の基本構成要素である。フィラメントまたはフィブリルは、その横断面寸法よりも多桁大きい軸寸法を有する、高度に伸長された固体材料であり、当該固体材料は、フィラメントまたはフィブリルに対して、繊維集合体への交絡に必要な高い柔軟性を付与する。よって、フィラメントまたはフィブリルは有限の長さを有するものの、それらを集合（しばしば撚合）して、一見無限の長さを有する物体を得ることができ、それらは、用途分野に依存する異なる名称（たとえば、繊維、糸、トウ、ヤーンなど）で呼ばれる。たとえば、木綿糸は、１つの一体の材料ではなく、「綿繰り」または「紡糸」と呼ばれるプロセスにより撚合および交絡された、多数の小さく細い木綿フィブリルの集合体で作成されている。これは、絹糸または毛糸についても同じことがいえ、それらは表面的には連続繊維である集合体に過ぎない。前述の繊維の全ては人工であり、原料の植物性、動物性または合成のフィラメントまたはフィブリルから明示的に組み立てられる。さらに、多数の繊維をさらに組織化して、再び用途分野に依存して紐またはロープと呼ばれる撚合した集合体とすることができる。言語的不明瞭性はフィラメントの大規模集合体に適用される。しかしながら、言語的不明瞭性は１個のフィラメントにも拡張される。たとえば、光学分野において、単一の連続ガラスフィラメントは、光ファイバーと呼ばれる。同様に、ワイヤと呼ばれる単一の連続金属性フィラメントを撚合してケーブルとすることができる。よって、本記載における明瞭性の目的のため、「モノフィラメント」は、それらの集合体とは対照的に、連続無機フィラメントを指示する。
【００２２】
典型的な繊維（または用途分野に依存してヤーンまたはトウ）は、トウ内部の繊維体積分率を必然的に減少させる、フィラメントの不揃いの充填集合体である。引き続いて編むまたは織るなどの加工がされると、今や、トウは、繊維体積分率が複合材料中に一般的に見られるレベルまでさらに低下した、低密度充填状態に配列される。
【００２３】
同様に、編み加工または織り加工は、繊維を損傷することが知られており、繊維中に強度の著しい損傷を与えるレベルの残留応力をもたらすことに注意すべきである。複合材料の専門家は注意を払っている。一部では、フィラメントをリボンを思わせる平坦なパターンに配置した不交絡のトウから作業を開始し、引き続いて重ね合わせて、一連の予備含浸されたトウとしている。織布を不交絡で平坦化された一方向性のトウで置換する結果として、強度の損傷のないこと、および強度の改善さえ報告されている。
【００２４】
平坦化されたトウは技術水準以上の改善を示すものの、得られるリボンは、依然として連続フィラメントのランダム配列を受け継いでおり、互いの上に交差し、繊維体積分率を低下させ、必然的に不均一なトウ厚さをもたらす。
【００２５】
究極的には、最大限の繊維体積分率を達成しようとした場合、均一に離間され、１本のフィラメントの厚さを有する、モノフィラメントの秩序だった配列が必要である。
【００２６】
参照によりその全文が本明細書の一部をなすものとする、Pegnaらの米国特許出願公開第２０１５／０００４３９３号明細書に記載されるような、最新の繊維レーザー印刷アプローチにより、そのような構造を直接的に得ることができる（特許文献１参照）。
【００２７】
そのようなモノフィラメントの単一層構造は、複合材中の繊維体積分率を最大化するのみならず、異方向に沿って重ね合わせた際に、マトリクスの浸透を容易にする開放空隙のネットワークを残し、よって、複合材の品質を改善する。この特徴は、多くの場合にトウ内（intra-tow）または編み目内（intra-weave）の独立間隙に到達できず、よって局所的に弱体化した複合材をもたらす、現在の浸透プロセスの弱点に対処する。
【００２８】
したがって、繊維を単一フィラメント繊維として送達する繊維送達システムを提供することにより、繊維−マトリクス結合を改善する機会が存在する。
【００２９】
本発明の第１の態様の１つの実施形態において、裏地テープと、裏地テープに結合した単一フィラメント繊維とを含む繊維送達アセンブリにより、前述の機会に対処する。本発明の第２の態様の実施形態において、繊維送達アセンブリの製造方法は、裏地テープを提供する工程と、単一フィラメント繊維を提供する工程と、裏地テープに対して単一フィラメント繊維を結合する工程とを含む。
【００３０】
本明細書の開示内容は、部分的には、レーザー補助化学気相成長（ＬＣＶＤ）を用いるとともにポリマー前駆体の使用を回避する概念であり、当該概念は、参照によりその全文が本明細書の一部をなすものとするMaxwellおよびPegnaによる米国特許第５，７８６，０２３号明細書に記載されている（特許文献２参照）。このプロセスにおいて、純粋な前駆体ガス（ＳｉＣ繊維製造の場合のシランおよびエチレンのようなもの）を、その中にガラス状炭素のような適当な基板が配置されている反応器へと導入し、基板上にレーザー光を合焦させる。合焦したレーザービームにより発生する熱が前駆体ガスを局所的に分解し、原子種が基板上に堆積し、局所的に蓄積して繊維を形成する。この成長区域からレーザーまたは基板のいずれかを成長速度で引き出せば、出発ガスの非常に高い純度を有して、連続繊維フィラメントが製造される。この技術を用いれば、所望されない不純物、特に性能を低下させる酸素が事実上存在しない。
【００３１】
ＬＣＶＤを用いて、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素などのような種々の純粋な繊維を製造することができる。本発明者らは、ＣＶＤを用いて材料を堆積させた場合に、ＬＣＶＤを用いて繊維を製造することができる好機があることを見出した。しかしながら、前述のようなもののような比較的「単純」な材料の場合でさえ、その化学が非常にややこしく複雑である液体のポリマー前駆体とは異なり、ＬＣＶＤは、ポリマー前駆体および紡糸口金技術を用いては製造することができないか、試みられたこともない、異種材料の固相の新規混成物を非常に直接的に製造するのに用いることができる。その例は、それぞれシラン、エチレンおよびアンモニアのような前駆体ガスにより与えられるケイ素、炭素および窒素で構成される繊維を含み、得られる「複合材」繊維は、反応器内の前駆体ガスの相対濃度に依存して、炭化ケイ素、窒化ケイ素および炭窒化ケイ素の緊密に一体化した相を含む。そのような新規かつ独特の繊維は、比較的に低いコストにおいて、高温抵抗性、高強度、および良好な耐クリープ性のような非常に有用な特性を示すことができる。
【００３２】
以下に開示されるものは、所望されない不純物が存在せず、繊維本体全体にわたってランダムに点在する緊密に充填された多数の独特の材料相のナノスケールの連続集積体である、新規の多成分または「複合」無機繊維、およびその製造方法である。
【００３３】
図１は、その中に基板シード繊維が導入されるＬＣＶＤ反応器を示し、基板シード繊維の先端にレーザービームが合焦される（基板は、レーザービームにより加熱することができる任意の固体表面であることが理解されるであろう。参照によりその全体が本明細書の一部をなすものとする、２０１４年７月１４日に「高強度セラミック繊維およびその製造方法」の名称の米国特許出願第１４／３７２０８５号としても出願されたPegnaらの国際特許出願第ＵＳ２０１３／０２２０５３号に教示されるような、多数の同時繊維を同時に製造するのに多数のレーザーを用いることができることが更に理解されるであろう。）（特許文献３および４参照）。前記出願（国際特許出願第ＵＳ２０１３／０２２０５３号）に従い、図１は、反応器１０、反応器チャンバー２０の拡大切り抜き図２０、成長領域の拡大図３０をより詳細に示す。自己シードされる繊維５０は、接近する同軸レーザー６０に向かって成長し、押出ミクロチューブ４０を通して引き抜かれる。
【００３４】
所望される分圧比および全圧において、前駆体ガスの混合物を導入することができる。レーザーを作動させ、基板上にホットスポットを発生させ、局所的な前駆体の分解を起こし、典型的にはレーザービームの軸に沿った温度勾配の方向に局所的ＣＶＤ成長を起こす。材料が堆積し、繊維が成長する。繊維を成長速度で引き出す場合、ホットスポットは概ね静止したままとなり、プロセスを無限に継続して、任意の長さのＣＶＤ製造繊維をもたらす。
【００３５】
同様に前記出願（国際特許出願第ＵＳ２０１３／０２２０５３号）に従い、図２に示すように、独立的に制御されるレーザーの大きなアレイを提供して、等しい大きさの繊維アレイ８０を並列的に成長させることができる。図２は、それぞれの繊維７０の先端の周囲のプラズマ９０を含むレーザービーム８０の多重化によるフィラメント格子１００から、繊維ＬＣＶＤを大規模に並列化することができることを示す。ＣｔＰ（たとえばＱＷＩ）レーザーアレイをＬＣＶＤに用いることは科学的に最初であり、浅い焦点深さの使用もまた同様であった。それは非常に有益な結果を与える。図３に示すもののようなサンプルの炭素繊維は、並列的に成長した。図３は、炭素繊維の並列ＬＣＶＤ成長を示し、左は成長中の繊維を示し、右は直径１０〜１２μｍおよび長さ約５ｍｍの得られる自立繊維を示す。
【００３６】
図４は、本発明の１つまた複数の態様に従う繊維送達アセンブリ４００の１つの実施形態の一部を示す等角投影図を例示する。図示された実施形態において、繊維送達アセンブリ４００は、裏地テープ４１０と、裏地テープ４１０に直接に接着されているようなものとして、裏地テープ４１０に結合された単一フィラメント繊維４２０とを含む。１つまたは複数の実施態様において、繊維送達アセンブリ４００は、任意の所望される長さを有してもよい。さらに、１つまたは複数の実施形態において、任意の数の、たとえば１、２、３、４……ｎ（ｎは、裏地テープ４１０の幅に適応できる任意の整数である）本の単一フィラメント繊維４２０を裏地テープ４１０に結合させてもよいことに留意されたい。
【００３７】
１つまたは複数の実施態様において、裏地テープ４１０はポリマー材料（たとえば、熱可塑性材料、熱硬化性材料またはプリセラミックポリマー材料）を含んでもよく、単一フィラメント繊維４２０は、裏地テープ４１０中に埋め込むことによって裏地テープ４１０に結合させてもよい。そのような実施形態は、裏地テープ４１０が材料マトリクスを提供する点において、ポリマーマトリクス複合材料の製作を容易にする。
【００３８】
１つまたは複数の別の実施形態に従い、図５は、裏地テープ５１０が裏地テープ基材５３０と、裏地テープ基材５３０と単一フィラメント繊維５２０との間に配置され、それらに接着されている接着層５４０とを含む、繊維送達アセンブリ５００の等角投影図を例示する。１つまたは複数の実施態様において、図５に示される実施形態のように、それぞれの単一フィラメント繊維５２０に別個の接着層５４０を提供してもよいことに留意されたい。
【００３９】
図５の送達アセンブリの１つまたは複数の実施態様において、接着層５４０は、熱剥離性接着剤または可溶性接着剤を含んでもよい。単一フィラメント繊維５２０をレイアップしてエンジニアリング部品を製造するプロセス（たとえば、マンドレルに単一フィラメント繊維５２０を巻き付けることによる）、熱剥離性接着剤に印加される熱は、裏地テープ基材５３０が剥落して、最終的な繊維複合材料から排除されることを可能にする。
【００４０】
本発明の１つまたは複数のさらなる態様において、図４に示される繊維送達アセンブリ４００（または図５に示される繊維送達アセンブリ５００）を作成する方法が提供され、当該方法は、裏地テープ４１０（５１０）を提供する工程と、単一フィラメント繊維４２０（５２０）を提供する工程と、裏地テープ４１０（５１０）に単一フィラメント繊維４２０（５２０）を結合させる工程とを含む。
【００４１】
本発明の１つまた複数の態様において、裏地テープ４１０（５１０）は、ポリマー材料を含んでもよく、裏地テープ４１０（５１０）に単一フィラメント繊維４２０（５２０）を結合させる工程は、裏地テープ４１０（５１０）に単一フィラメント繊維４２０（５２０）を埋め込む工程を含んでもよい。
【００４２】
１つまた複数の実施形態において、裏地テープ５１０を提供する工程は、裏地テープ基材５３０を提供する工程と、裏地テープ基材５３０と単一フィラメント繊維５２０との間に接着層５４０を配置する工程とを含んでもよい。さらに、裏地テープ５１０に単一フィラメント繊維５２０を結合する工程は、接着層５４０に単一フィラメント繊維５２０と裏地テープ基材５３０とを接着する工程を含んでもよい。特定の実施形態において、接着層５４０は、熱剥離性接着剤５５０を含んでもよい。
【００４３】
本発明の１つまたは複数の実施形態において、単一フィラメント繊維４２０（５２０）を提供する工程は、レーザー補助化学気相成長を用いて単一フィラメント繊維４２０（５２０）を成長させる工程を含んでもよい。
【００４４】
１つまたは複数の実施態様において、単一フィラメント繊維は、固体材料または通常固体の材料を含んでもよく、それら材料は、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。本明細書で用いられる際に、「通常固体の材料」は、２０℃の温度および１気圧の圧力において固体である材料を意味する。
【００４５】
１つまたは複数の実施態様において、単一フィラメント繊維１２０（２２０）は、実質的に不均一な直径（不図示）を有することに更に留意されたい。この直径の不均一性は、周囲材料に対する繊維の結合を促進または補助する。
【００４６】
１つまたは複数の実施形態において、繊維または繊維の１つまたは複数の部分は、参照によりそれら全体が本明細書の一部をなすものとする、国際公開第２０１３／１８０７６４号として２０１３年１２月５日に公開された「高強度セラミック繊維およびその製造方法」の名称を有する国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／２２０５３号、および国際公開第２０１５／２００２５７号として２０１５年１２月３０日に公開された「原子炉燃料の製造およびキャラクタリゼーションのための付加的製造技術」の名称を有する国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／３７０８０号に記載される１つまたは複数の技術を用いて製作されてもよいことに同様に留意されたい（特許文献３および５参照）。
【００４７】
以上の記載から、当業者は、本明細書に開示されているものが、たとえば、裏地テープと、裏地テープに結合した単一フィラメント繊維とを含む繊維送達アセンブリであることに注意するであろう。１つまたは複数の実施態様において、裏地テープはポリマー材料を含んでもよく、単一フィラメント繊維は裏地テープに埋め込まれることによって裏地テープと結合されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、裏地テープは、裏地テープ基材を含んでもよく、接着層を裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に配置し、それらに接着してもよい。特に、接着層は、熱剥離性接着剤を含んでもよい。単一フィラメント繊維は、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される通常固体の材料を含んでもよい。さらに、単一フィラメント繊維は、実質的に不均一な直径を有してもよい。
【００４８】
１つまたは複数の別の態様において、繊維送達アセンブリが提供され、当該アセンブリは、裏地テープ基材と、単一フィラメント繊維と、裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に配置され、それらに接着されている接着層とを含む。単一フィラメント繊維は、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される通常固体の材料を含んでもよい。さらに、単一フィラメント繊維は実質的に不均一な直径を有してもよく、および／または、接着層は熱剥離性接着剤を含んでもよい。
【００４９】
１つまたは別の他の態様において、繊維送達アセンブリの作製方法が提供され、当該方法は、裏地テープを提供する工程と、単一フィラメント繊維を提供する工程と、裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程とを含む。１つまたは複数の実施態様において、裏地テープはポリマー材料を含み、裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程は、裏地テープ中に単一フィラメント繊維を埋め込む工程を含む。１つまたは複数の実施形態において、裏地テープを提供する工程は、裏地テープ基材を提供する工程と、裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に接着層を配置する工程とを含む。裏地テープに単一フィラメント繊維を結合する工程は、接着層に単一フィラメント繊維および裏地テープ基材を接着する工程を含んでもよい。接着層は、熱剥離性接着剤を含んでもよい。１つまたは複数の実施形態において、単一フィラメント繊維は、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される通常固体の材料を含んでもよい。さらに、単一フィラメント繊維は、実質的に不均一な直径を有してもよい。同様に、単一フィラメント繊維を提供する工程は、レーザー補助化学気相成長を用いて単一フィラメント繊維を成長させる工程を含んでもよい。
【００５０】
１つまたは別の他の態様において、繊維送達アセンブリの作製方法が提供され、当該方法は、裏地テープ基材を提供する工程と、レーザー補助化学気相成長を用いて単一フィラメント繊維を成長させる工程と、裏地テープ基材と単一フィラメント繊維との間に接着層を配置する工程と、裏地テープ基材および単一フィラメント繊維に接着層を接着する工程とを含む。１つまたは複数の実施形態において、単一フィラメント繊維は、ホウ素、炭素、アルミニウム、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、窒素、酸素およびそれらの組み合わせからなる群から選択される通常固体の材料を含んでもよい。さらに、単一フィラメント繊維は実質的に不均一な直径を有してもよく、接着層は熱剥離性接着剤を含んでもよい。
【００５１】
本明細書中の用語は、特定の実施形態を記載する目的のみのためであり、発明を限定することを意図するものではない。本明細書で用いられる際に、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が他意を明示しない限り、複数形をも含むことを意図する。用語「comprise」（「comprises」および「comprising」のような任意の形態）、「have」（「has」および「having」のような任意の形態）、「include」（「includes」および「including」のような任意の形態）、および「contain」（「contains」および「containing」のような任意の形態）がオープンエンドの接続動詞であることはさらに理解されるであろう。結果的に、１つまたは複数の工程および要素を含むまたは有する（「comprises」、「has」、「includes」、または「contains」）方法または装置は、それら１つまたは複数の工程および要素を所有するが、それら１つまたは複数の工程および要素を所有することのみに限定されない。同様に、１つまたは複数の特徴を含むまたは有する（「comprises」、「has」、「includes」、または「contains」）方法の１つの工程または装置の要素は、それら１つまたは複数の特徴を所有するが、それら１つまたは複数の特徴を所有することのみに限定されない。さらに、特定の方法で設計される装置または構造は、少なくともその方法によって設計されるが、列挙されていない方法で設計されてもよい。
【００５２】
存在する場合、添付の請求項中の全ての手段プラス機能（ミーンズプラスファンクション）要素または工程プラス機能（ステッププラスファンクション）要素の対応する構造、材料、挙動、および等価物は、具体的に請求項に記載された他の請求項記載の要素との組み合わせにおいて当該機能を発揮する任意の構造、材料または挙動を含むことを意図する。本発明の記載は、例示および説明の目的のために提供され、網羅的であることを意図するものではなく、発明を開示された形態に限定することを意図するものでもない。本発明の範囲および真髄から離脱することなしに、当業者にとって多くの修正および変形が明らかであろう。本発明の１つまたは複数の態様および実用用途を最もよく説明するために、ならびに、意図される具体的用途に適合するような種々の修正を有する種々の実施形態に関する本発明の１つまたは複数の態様を当業者が理解することを可能にするために、実施形態を選択および説明した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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